鸢尾素通过调控干扰素tau信号通路影响牛黄体细胞功能的机制研究

这篇研究揭示了脂肪因子鸢尾素（irisin）与干扰素tau（IFNT）在牛黄体（CL）中的协同作用机制。研究发现FNDC5/irisin及其受体ITGB1/ADGRF5在黄体发育不同阶段差异表达，并通过体外实验证实irisin能显著增强IFNT诱导的干扰素刺激基因（ISGs）MX1/MX2的表达，而不影响类固醇生成或细胞活力。该研究为能量代谢与生殖调控的分子机制提供了新见解，对改善奶牛产后负能量平衡（NEB）期间的繁殖效率具有重要启示。

　　

摘要

脂肪组织衍生的生物活性蛋白——脂肪因子（adipokines）作为能量状态与繁殖的桥梁，在卵巢生理中起关键作用。含纤连蛋白III型结构域（FNDC）家族的FNDC4和FNDC5（鸢尾素前体）被证实是生育力的重要调控因子。本研究系统分析了FNDC4、FNDC5及其受体（ITGB1、ITGAV、ADGRF5）在牛黄体不同发育阶段的表达模式，并首次揭示鸢尾素对干扰素tau（IFNT）信号通路的调控作用。

1 引言

黄体（CL）作为哺乳动物维持妊娠的临时内分泌器官，其功能受能量状态显著影响。近年研究发现，脂肪因子通过整合素受体（如ITGAV/ITGB1）和粘附G蛋白偶联受体（ADGRF5）参与生殖调控。其中，肌肉和脂肪组织分泌的鸢尾素（irisin）可增强葡萄糖摄取和胰岛素敏感性，而FNDC4则通过ADGRF5受体调节代谢。值得注意的是，奶牛产后负能量平衡（NEB）期间血浆鸢尾素水平升高，但其对黄体功能的潜在影响尚未阐明。

2 材料与方法

实验采用屠宰场获取的牛卵巢，根据形态学特征将黄体分为早期I（3-4天）、早期II（5-7天）、中期（8-12天）和晚期（13-18天）四组，并比较妊娠与非妊娠第18天黄体的差异。体外实验中，黄体细胞经12小时鸢尾素预处理后，用1 ng/mL重组羊干扰素tau（roIFNT）刺激6小时，通过RT-qPCR检测基因表达。引物设计涵盖类固醇合成酶（P450sCC、3βHSD）、干扰素刺激基因（ISG15、MX1、MX2）及受体基因（ITGB1、IFNAR1等）。

3 结果

3.1 FNDC家族基因的表达特征

FNDC4和FNDC5 mRNA在早期II、中期和晚期黄体的表达量显著高于早期I阶段，但妊娠与非妊娠组无差异。受体ITGB1和ADGRF5呈现相似表达模式，而ITGAV无阶段性变化。非妊娠组第18天黄体的所有受体表达量均高于妊娠组。

3.2 鸢尾素对IFNT信号的放大效应

鸢尾素预处理使IFNT诱导的MX1/MX2表达量进一步提升2-3倍，但对ISG15无影响。值得注意的是，鸢尾素单独处理不激活ISGs，且不改变干扰素受体（IFNAR1/2）的表达水平。

3.3 特异性调控机制

类固醇合成相关基因（P450sCC、3βHSD）和细胞周期/凋亡标记物（CCND2、BAX/BCL2）均不受处理影响，证实鸢尾素-IFNT互作具有信号通路特异性。

4 讨论

该研究首次揭示鸢尾素作为IFNT信号的"增效剂"，可能通过以下机制发挥作用：

1）时空特异性：产后NEB期升高的鸢尾素可能预先"启动"黄体细胞，增强后续胚胎源性IFNT信号的响应；

2）受体动态调节：妊娠组受体表达下调提示配体-受体结合后的内化降解；

3）代谢-生殖耦合：MX1/MX2作为抗病毒效应分子，其上调可能通过未明确的旁分泌机制支持黄体维持。

未来研究需关注蛋白翻译后修饰及体内功能验证，这些发现为改善高泌乳奶牛生育力提供了新靶点。